大爆破单式起爆系统生产实践.pdf

2 0 0 2年 l 2月 第 3 l卷第 6期 有色 矿 山 No nf e r r o u s M i n e s De c ． ， 2 00 2 Vo 1 ． 3l No． 6 大爆破单式起爆系统生产实践 周 智春 胡家峪铜 矿，山西 垣 曲 0 4 3 7 0 4 [ 关键词 】复式 起爆 ；单式起爆 ； 微差 爆破 [ 摘要】对胡家峪矿大爆破复式起爆 系统和单式起爆系统进行探讨， 并进行分析总结。 [ 中图分类 号 】 TD 2 3 5 ． 1 2 [ 文献 标识码 】B [ 文章编号 】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 2 0 6 0 0 1 8 0 2 P r o d u c t i o n p r a c t i c e o f ma j o r b l a s t i n g s i n g l e p r i mi n g s y s t e m Z HOU Zhi c h un Hu j i a y u Co p p e r Mi n e ，Yu a n q u 0 4 3 7 0 4 ，Ch i n a Ke y wo r dsd o ub l e p r i m i ng；s i n g l e pr i m i n g；s ho r t d e l a y b l a s t i n g Ab s t r a c t Th e s n i g l e a n d d o u b l e p r i mi n g s y s t e m o f ma j o r b l a s t i n g i n Hu j i a y u mi n e a r e d i s c u s s e d ，a n a l y s e d a n d s umma r i z e d i n t h i s p a p e r ． 长期以来， 胡家峪铜矿起爆 方式均采用 以导爆 管雷管起爆 为主， 导爆索起爆 为辅的非 电复式起爆 系统 。 在过去的爆破实践 中， 这 一起爆 系统曾起到 了 应有的作用， 但随着爆破技 术的进步和爆破实践及 认识的深入， 这种起爆 系统暴露的问题愈来愈多， 越 来越不适应爆 破技术经济 的要求。在这种形势下， 经过一年多的试验研 究， 单式起爆 系统逐步在胡家 峪铜矿推广。本文对这两种起爆 系统进行探讨。 1 复式起爆 系统概况 胡家峪铜 矿采用有底柱分段崩落法， 上 向扇形 中深孔落矿。炮孔装药方 法采用 B Q一1 0 0型风动 装药器装填多孔 Tl型 粒状胺油炸 药， 装药结构 为沿炮孔 全长敷 设导爆 索， 用三个 5 0 mm 的柱状 2 岩石炸 药， 装非 电毫秒 微差 雷 管 的柱状 药包 居 中， 为主起爆 源。孔 口堵塞采 用草绳一木楔一泥球 顺序， 堵 塞长度为 1 ． 4 m。起爆 网络联线时， 各排孔 间导爆索相互联接， 并用木楔加 固， 然后将每排导爆 [ 收稿日期】2 0 0 2 0 9 0 6 [ 作者简介】周智春 1 9 7 0～ ， 男， 江西瑞 昌人， 采矿工 程师 ， 从 事采矿技 术工作 。 管脚线捋齐， 均匀排列在双股主干索周 围， 用黑胶布 缠紧， 形成复式起爆 网络 ， 整个 网络用火雷管起爆 。 一 般认为， 这种复式起爆 系统的作用是主起爆导爆 管起爆 瞬间将起爆 药包起爆， 起爆 药包在爆轰孔 内 炸药时， 将孔 内导爆索起爆， 导爆索以6 5 0 0 m／ s 的速 度向孔内爆轰， 作用 有两 点 一为保 险作 用， 当某一 孔 内导爆管因某种原 因拒爆 时， 则可 由孔外连接导 爆索引爆孔 内导爆索， 使孔内炸药爆轰 ； 二为助爆作 用 ， 即增加孔 内炸药的起爆能量， 提高并稳定炸药爆 轰速度。 2 对复式起爆系统的探讨 导爆 索的辅爆 与助爆 作用， 通过 实践应用与理 论分析， 提高 了对其效果的认识 。 1 9 8 3年以前， 采用人工 装柱状 2 岩石 硝铵炸 药 ， 炮孔直径一般为 6 8 ～7 2 mm， 药卷直径 6 0 mm， 属 于不偶合装药， 起爆 网路采用毫秒 导爆 管起爆 系统 辅以导爆索系统 的复式起爆 网络， 采场 出矿统计结 果表 明， 爆 破质量差， 大块率高， 二次炸药单耗大， 影 响了出矿效率和综合经济效益。 从 1 9 8 5年开 始， 胡家 峪矿 全部 采用 了机 械装 药， 改变了二十多年人工炮棍装药的老工艺， 实现了 偶合装药， 提 高 了装药 密度和 一次炸 药单耗 ， 其结 维普资讯 第 6期 周智春 大爆破单式起爆 系统生产实践 1 9 果， 爆破质量不但没有提高反而有所下降， 这 当然有 多方面的原因， 如凿岩爆破 参数原因等 ， 笔者认为主 要原因是炸药能量没 有得到充分利 用， 其最直接 的 因素便是起爆 源。 经过 2 岩 石炸药和 T一1型粒状 炸药进行 实 测， 结果证 实， 2 岩石炸药用单股导爆索 起爆 ， 可 以 获得稳定爆轰速 度， 而单 股导爆索 起爆 T一1型粒 状炸药则不能激 起它的完全爆轰 ， 说 明用 单股导爆 索起爆 T一1型粒状炸药在技术上是不合理 的。为 了进一 步验证 ， 在南坑一老硐 内进行 了约束条件下 的药包和导爆索单独起爆实验， 实验分别在两根 9 m 长的无缝钢管中进行两 根先在管底装满 T一1型粒 状炸药， 孔 口用三 个 2 岩石炸药作起爆药包， 装 雷 管的柱药居中， 管 口堵塞 1 ． 4 m； 另两根先用输药 管 将导爆索送入管孔 ， 再装 T一1型粒 状炸药 至管 口 1 ． 4 m位置后进行堵 塞。结 果表明用导爆索起爆 的 钢管基本上是撕 裂状态， 现 场随处可见大 小不等的 钢片 ； 而用 2 岩石炸药起爆的钢管现场找不到任何 残 留物 。理论与实验证 实导爆 索是不能激 起 T一1 型粒 状 炸 药 的安 全爆 轰。 由于 导 爆 索 爆 速 高 达 6 5 0 0 m／ s ， 同排间起爆仅要 0 ． 1 ～0 ． 5 ms 。国产雷管 存在误 差， 段 数 越 大， 误 差 值 越 大， 一 般 在 1 0～ 1 5 0 ms ， 这样， 同排 同段 雷管亦 存在 一 定时 间误 差。 若同排 内有某一雷管在允许 范围 内“ 早爆 ” ， 则必通 过导爆索引爆全排， 实际上为导爆索单一起爆 ， 其它 孔内起爆药包“ 失效” ， 孔 内粒状炸 药只在导爆索起 爆下形成非理想爆轰， 炸药能量得不到充分发挥 。 在炸药 品种 ， 装 药 密度， 被爆破 矿 岩条 件一 定 时， 炸药能量要得 到 充分发 挥， 即炸 药释放 最大 能 量， 必须有一个条件， 即在短 时间内， 达到稳 定爆轰 传播， 该值 至爆轰结束保持不变 。因此， 满足此条件 的关键在于有一个合理的起爆源。而所采用的复式 起爆 网络， 实质上存在两个 起爆 源， 即点起爆源 起 爆药包 和线起爆源 导爆 索 。由于 点起爆 源爆 速 在4 O 0 0 m／ s ， 而线起爆源 的爆速在6 5 0 0 m／ s 左右， 因 此 ， 线起爆源提前激起了孔 内炸药的爆轰， 并且干扰 了点起爆源的起瀑能。起爆系统本身阻碍 了炸药能 量的发挥 ， 不但起不了辅爆助爆作 用， 相反恶化了爆 破效果。基于 以上分析， 笔者认为， 建立单一的起爆 源有利于矿岩破碎 取消导爆索 。 3 单式 起爆 系统 的可 行性 1 9 7 5以前 ， 胡家峪铜矿广泛采 用电雷管起爆 系 统， 由于有仪器检测， 基本上可以保证准爆 。由于应 用电雷管受杂散 电流、 静 电等对它的危害及 劳动强 度大等缺点， 1 9 7 5年 以后， 逐渐 由塑料导爆 管起爆 系统代替了电雷管起爆系统 。塑料导爆管起爆系统 虽然没有有效检测手段， 但经过几 百次 的大爆破证 实了其可靠性 ， 只要在联线时细心操作， 就能保证 网 络准爆。若出现个别哑管， 仅会影响单孔， 不会 引起 整排拒爆。本矿 目前采用的双导爆索单根缠绕聚能 穴起爆联接法经过五年的应用， 没有 出现拒爆情况 。 胡家峪矿装 填 的 T一1型 粒状 炸 药为 偶合 装 药 ， 其孔径为 6 8 ～7 2 mm， 而炸药的临界直径 为 4 5 ～ 5 2 mm， 饱孔直径大于炸药的临界直径， 孔深一般在 7 ～1 5 m， 所 以， 起爆药包完全可 以使炸药达到稳 定 爆轰。 同排 同段孔 内若有某一雷管拒爆 ， 仅会形成大 块， 由于本矿采用的是多排微差爆破， 后继炮孔还会 进行 挤 压破 碎 。 经过 以上分析， 采用导爆 管雷管 单式 起爆 系统 是可行 的， 也是必要的。 4 同排 同段 间微差爆 破 国产同段雷管 间存 在一定的误差值 ， 取消导爆 索辅助起爆系统后， 使得同排各孔间形成微差爆破 。 虽然各孔 间微差爆破顺 序是随机的， 但对提高爆破 质量是非常有效的。 实现 同排孔 间微差爆 破后， 有利于创造更 多的 有利于矿岩破碎的 自由面。排面中先爆破 的孔形成 一 扇形漏斗体， 为相 邻孔 各创造了一个 自由面和较 平均的每孔爆破 负担量 ， 从而有 利于爆 破破碎。本 矿使用的雷管一般 为 1 ～1 3段， 而爆 破拉槽排 占用 1 ～5段， 正常排面 7 ～1 3段， 这 些段次雷管 间误差 值为 2 0～4 5 ms ， 而 微 差爆 破 最 佳 间 隔值 为 2 0～ 2 5 ms ， 雷管 的误差值域正处在微差爆破最佳 间隔时 间区域 ， 具备了微差爆破的有利条件。 5 推广应 用 经过对 大爆破起爆 系统起爆 机理 、 破碎效果研 究分析 ， 说 明单式起爆系统是提高炸药 能量利用率 的有效途径。通过对 采场单排爆 破对 比实验， 证实 了其可靠性。随后 又在南坑、 桐 坑两个坑 口的六十 多个采场进 行 了推广 应用， 共采矿 量六 十余 万吨。 据现场标定统计， 在一次炸药单耗不变的情况下 ， 二 下转 第 2 2页 维普资讯 2 2 有 色 矿 山 2 0 0 2年 第 3 1卷 律 、 矿体形态、 产状变化规律 等的研究 ， 及时提供准 确的地质资料， 为采 矿设计部 门能 正确选择采矿方 法， 合理布置采准、 切割工 程， 降低采矿贫 化率提供 有利条件。 3 加强狮岭南地段采矿方法的研 究， 不断探索 适合于该地段矿体形 态特征的采 矿新工艺， 合理 布 置采准 、 切 割工程 。例如， 经本矿 有关部 门研 究决 定， S h n 一3 2 0 m、 一1 6 0 m的 2 1 6 a 、 2 1 7 a矿体， 1 9 9 9年 起用盘区开采法回采后， 有效地降低 了采矿贫化率， 取得 了良好 的效果 ， 从 1 9 9 9 ～2 0 0 0年盘 区开采法降 低贫化率节约资金 1 0 ． 4 2万元。 4 采矿技术人员精心设计， 重点控制好夹石段 矿体 回采顺 序， 明确矿体顶 、 底板废石的分采分出措 施， 明确采场两 帮控制 线。地测技 术人员不但及 时 准确提供地测资料， 而且参与设计汇审 ， 对采场总体 或单体设计中存在的问题及时予以更正。 5 加强施工管理 ， 地测人员及 时给点、 划 线， 坚 持进行现场技术 交底工作， 严格监督、 检 查， 指导采 掘工程的施工 。对变 化复杂的采场， 严格按分层设 计要求施工， 做好 矿石及废石分采分 出。对采场废 石必须指定地点堆放， 待后 回填采场， 在采场 充填前 核对 留场废 石和采 下废 石数量是 否相符 ， 如 留场 或 回填废石量达 不到原采下废 石量 9 0 ％的工程， 测 量 科不予验收报量。 6 加 强 充填工 艺 的研 究， 确保 充填 质 量， 对 S h n 2 0 9 a 、 2 1 0 a 矿体采 场， 采 出矿石清 场后 ， 采 场周 边都是 围岩， 通 过采 取措 施， 加大废 石 回填量 或 留 场 ， 既节约充填成本又降低贫化率。 7 正确处理好采矿贫化与生产进度， 贫化与安 全的关系。当贫化与 生产进 度发生矛 盾时， 应 以降 低贫化率为优先原则 ； 当贫化与安全发生矛盾时， 应 以确保安全为原则。 8 合理制定采矿贫化率指标， 确保降低贫化率 与投入成本合理结合。若投入成本过 高， 降低 贫化 则失 去 意 义。通 过 定 量 分 析 笔 者 认 为 总贫 化率 1 2 ． 5 ％， 出窿品位 1 3 ． 8 ％是 比较合理 的。 5 结 语 1 狮岭南地段 S h n 2 1 6 a 、 2 1 7 a矿体 由普通充填 法 回采改为盘区开采法 回采后， 可以有效地 降低采 矿贫化率近 3 ％， 经济效果显著。 2 采取措 施， 加强对 S h n 2 0 9 a 、 2 1 0 a矿体 下盘 废石的分采分 出管理 ， 对其上盘的废石， 则应控制好 爆破孔深， 并及 时进行安 全支护， 避 免废石脱层， 降 低采矿贫化率。 3 提高地质资料准确性， 采矿技术部门精心设 计 ， 不断探索适合狮岭南地段 矿体特征 的采矿新工 艺 。加强现场施工管理， 辅 之于完善的 经济考 核制 度， 就能有效地降低狮岭南地段的采矿贫化率。 上接 第 1 9页 次炸 药 单 耗 由原 复 式起 爆 系 统 的 0 ． 2 7 k g ／ t降 为 0 ． 1 8 3 k g ／ t ， 每吨矿石节约导爆索 0 ． 2 3 4 m， 仅这两项 全矿全年可节约成本 4 0多万元， 若算上二次爆破雷 管 、 导火线、 耙矿效率提高与爆破准备与施工工作量 减少等方面， 效果更大。 扇形中深孔孔 口单式起爆 的最大 问题是难 以解 决孔 口部分过早 贯通， 能量过早释放 而影响破岩效 果 ， 在此基础上， 进行 了更深 入的研究， 认为孔底单 式起爆技术 比孔 口单式起爆技 术更具优越性 ， 有效 地解决了孔 口起爆技术存在的主要问题 ， 从 2 0 0 0年 开始， 又推广了孔 底单式起爆 系统 ， 经标定统 计， 二 次炸药单耗 下降为 0 ． 1 5 3 k g ／ t ， 效益 明显。 导爆索是较敏感 的爆破材 料， 受撞击或岩石错 位挤压可能引起早爆 ， 取消孔 内导爆索后， 克服 了这 一 危险源， 从根本上保证了大爆破过程中的安全。 6 存 在 问题 1 变复式起爆系统为单式起爆 系统后， 大爆破 施工质量要求比原系统提高， 若排面个别雷管装错 ， 无法补救 ； 若起爆药包不能 同粒药接触， 有可能引起 拒爆 。 2 常有部分深孔错位变形， 导致孔径小于炸药 临界直径， 可能会 引起 炸药爆 轰波 中断， 在此 情况 下， 建议仍采用导爆索助爆 。 7 结 论 变复式起爆 系统为单式起爆 系统特别是变孔 口 单式起爆系统 为孔底 单式起爆 系统， 是提高炸药能 量利用 的有效途径 ； 同时还可简化爆破作业程序， 保 证安全， 降低爆 破成本， 具有较好 的综 合经济效益。 在类似矿 山具有推广应用价值。 维普资讯